【正文】 蚌埠學院 1 專 科 畢 業(yè) 大 作 業(yè) 畢業(yè)大作業(yè) 題目名稱 塑料成型工藝與模具設計 專業(yè)班級 11 級模具設計與制造 學生姓名 學 號 指導教師 二○ 一四年五月十七日 蚌埠學院教務處印制 蚌埠學院 2 目 錄 第一章 緒論 ……………………………………………………… 3 第二章 模具的發(fā)展趨勢 ………………………………………… 4 第三章 設計在學習模具制造的作用 …………………………… 4 第四章 澆注系統(tǒng)的設計 ………………………………………… 5 第五章 分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設計 ……… ……………… 9 第六章 合模導向機構的設計 …………………………………… 10 第七章 模具機構設計 …………………………………………… 10 第八章 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 ……………………………………… 11 第九章 模具冷卻與加熱系統(tǒng)設計 ……………………………… 12 第十章 模具裝配 ………………………………………………… 13 設計總結 ………………………………………………………… 16 致謝 ……………………………………………………………… 17 參考文獻 ………………………………………………………… 18 蚌埠學院 3 第一章 緒論 模 具是 在合理的加工工藝參數，工藝條件下，利用其本身特定形狀與成型設備，去成型產品零件的生產裝備，是現代制造業(yè)中產品零件的成型工具或成型工藝裝備。 對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小 、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。 模具作為一種高附加值和技術密集型產品，其技術水平已成為衡量一個國家制造水平的重 要標志，隨著工業(yè)生產的不斷發(fā)展，模具工業(yè)在國民經濟中的地位日益提高并將會發(fā)揮越來越重要的作用。 蚌埠學院 4 第二章 模具的發(fā)展趨勢 模具 是工業(yè)生產的基礎工藝裝備，是生產大批量產品的工具。被廣泛運用在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產品中， 60%～ 80%的零部件都依靠模具成形，模具質量的高低決定著產品質量的高低，因此，模具被稱之為 “百業(yè)之母 ”。模具又是 “效益放大器 ”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。因此，模具也成為衡量一個國家工業(yè)化發(fā)展水平的很重要的標簽。 我國模具在近十多年來取得飛速的發(fā)展，能自主設計和制造各種高精度，大型化，高壽命的模具。 根據國內和國際模具市場的發(fā)展狀況，有關專家預測，未來我國的模具經過行業(yè)結構調整后，將呈現十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復合模具將進一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模 具將有較大發(fā)展；六是模具標準化和模具標準件的應用將日漸廣泛；七是快速經濟模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產品結構調整所導致的模具市場未來走勢的變化。 第三章 設計在學習模具制造中的作用 通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般 機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，根據不同情況選用模具加工新工藝。 蚌埠學院 5 第四章 澆注系統(tǒng)的設計 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設計時必須按如下原則： （ 1）型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現象。 （ 2）型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。 （ 3） 系統(tǒng)流道應盡可能短，斷面尺寸適當（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。 ， （ 4） 對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 （ 5）滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。 （ 6）澆口位置要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。 主流道設計 主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經過的部位，它將注 塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設計成主流道套鑲入定模板內。主流道套通常 由 高碳工具鋼制造。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng) 連接處能自動減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設計成錐形，錐度為 3，內表面的粗糙度為 微米 ,孔徑為 毫米。 主流道的設計要點如下： 蚌埠學院 6 （ 1）為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設計成圓錐形 。 （ 2）主流道大端呈圓角，其半徑取 r=1～ 3mm,以減少流速轉向過渡的阻力 。 （ 3） 在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應盡量短，否則會使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。 （ 4） 為使熔融塑料完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接，主流道對接處設計成半球形凹坑 。 （ 5）由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部 分常設計成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質鋼材單獨加工和熱處理，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。 冷料井設計 冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的 “冷料 ”，防止 “冷料 ”進入型腔而影響塑件質量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 分流道設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U 形等，圓形和正方形截面流道的比面 積最小（流道表面積于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U 形。 分流道設計要點： （ 1） .在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉折處應以圓弧過度。 （ 2） .分流道較長時，在分流道的末端應開設冷料井。 蚌埠學院 7 （ 3） .分流道的位置可單獨開設在定模板上或動模板上，也可以同時開設在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 （ 4） .分流道與澆口連接處應加工成斜面，并用圓弧過度。 分流道的長度 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應力求縮短。 分流道的斷面 分流道的斷面尺寸應根據塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。 部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。分流道應考慮 出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動阻力小，采用圓形的 分 流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時可隔斷注射壓力對型腔內塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時它的效果與 S 澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補塑。 澆口選擇 澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。其主要作用是： ， （ 1） 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流。 （ 2）易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的 ～ ，澆口的長度約為 ～ 2mm，澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。 當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內磨 擦 加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓蚌埠學院 8 力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現象，影響塑件質量。澆口位置的選擇： （ 1）澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的 允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。 （ 2）澆口設置應有利于排氣和補塑。 （ 3） 澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產生。 （ 4）澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕